公用设备数据采集方法及其采集系统与流程

本发明属于公用设备数据采集，涉及一种公用设备数据采集方法及其采集系统。

背景技术：

1、随着工业自动化水平的提升，大型工厂需将各类设备的运行信息传送至中控室，实现对设备运行状态的实时监控。数据采集系统作为现场自动化控制设备与管理层之间的信息纽带，其稳定性、兼容性和经济性直接影响工业生产的效率与管理质量。

2、现有技术中，工厂设备数量众多且来源广泛，不同设备的通讯接口各异、采用的通讯协议不同，导致设备与仪表之间的通讯实现难度较大。为解决这一问题，现有方案通常采用以下方式：对于不支持工业以太网通信的设备，通过 modbus rtu 通信转换为工业以太网通讯；对无以太网接口但可扩展的设备，新增以太网接口或 modbus rtu 通讯接口，再通过新增数采 plc 采集数据后上传；对不具备通讯采集能力的控制系统，需更换或升级为带通讯接口的控制系统。

3、然而，上述方案存在明显缺陷：一方面，部分设备采用专用控制器，技术不开放，数据采集接口复杂，导致数据采集困难；另一方面，不同协议之间的转换需额外增加或改造设备通讯接口，显著提高了实施成本；同时，采集数据的类型转换繁琐，易出现采集数据与实际数据偏差的问题，影响监控精度和管理决策的准确性。因此，急需设计一种可以克服以上缺陷的公用设备数据采集方法及其采集系统。

4、为了克服现有技术的不足，人们经过不断探索，提出了各种各样的解决方案，如中国专利公开了一种数据采集系统[申请号：201510250666.7]，包括系统主控计算机，其特征在于：无线链路设备、数据采集系统和数据处理系统。但是该方案在使用过程中仍然存在数据采集困难、实施成本高以及易出现采集数据与实际数据偏差的缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对上述问题，提供一种公用设备数据采集方法及其采集系统。

2、为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

3、一种公用设备数据采集方法，包括以下步骤：

4、s1.现场采集设备内嵌采集轮询程序，通过所述采集轮询程序采集设备数据；

5、s2.plc从所述现场采集设备处读取所述设备数据并生成数据表；

6、s3.工控机内嵌工业控制软件，通过所述工业控制软件读取所述plc的通讯数据，并将所述数据表导入所述工业控制软件的变量表；

7、s4.通过所述工业控制软件的全局脚本程序将数据传送至数据库；

8、s5.所述数据库基于接收到的数据创建数据库表；

9、s6.根据用户输入的数据库服务器ip地址及电脑服务器端口号，向用户管理界面返回相应的数据信息。

10、在上述的公用设备数据采集方法中，所述采集轮询程序包括以下步骤：

11、a1.使用内部指令mbus_ctrl/mb_ctrl2指令初始化主站；

12、a2.运用first_scan_on指令复位所用到的二进制存储位地址m区；

13、a3.使用内部指令mbus_msg/mb_msg2指令，其中mbus_msg用于单个通讯主站，程序调用mbus_msg/mb_msg2指令，启动对通讯从站的请求并处理响应；

14、a4.当mbus_msg/mb_msg2指令读取数据结束且无错误发生时，置位done输出位，下一个程序段置位第二个mbus_msg/mb_msg2指令，并同时复位上一个mbus_msg/mb_msg2指令的done输出位，以此类推；

15、a5.当最后一个mbus_msg/mb_msg2指令读取数据结束后，置位第一个mbus_msg/mb_msg2指令的启动位，实现循环扫描读取设备数据。

16、在上述的公用设备数据采集方法中，所述步骤a3中，通过更改所述采集轮询程序中mbus_msg/mb_msg2指令的设备地址和数据采集起始地址，适配不同的设备接口协议。

17、在上述的公用设备数据采集方法中，适配不同设备接口协议的采集轮询程序并列嵌入于所述现场采集设备中。

18、在上述的公用设备数据采集方法中，所述步骤s2之前先建立现场采集设备与plc之间的通讯组连接，具体包括：

19、b1.新建项目，选择对应型号和版本号，并添加s7连接；

20、b2.选择连接属性，分别设置现场采集设备和plc的ip地址，且两者处于同一网段；

21、b3.定义通讯数据，使现场采集设备的存储地址与plc相应的存储地址对应；

22、所述步骤s2中，通过plc内部get指令读取数据以生成所述数据表。

23、在上述的公用设备数据采集方法中，所述现场采集设备为西门子200smart系列，所述plc为西门子1500/1200系列。

24、在上述的公用设备数据采集方法中，所述步骤s6中，所述数据库连接有erp系统和mes系统，用户可在erp系统和mes系统中通过输入数据库服务器ip地址及电脑服务器端口号获取相应的数据信息。

25、在上述的公用设备数据采集方法中，所述步骤s4之前还包括以下准备步骤：

26、所述工业控制软件的变量表根据所述数据表进行建点；

27、通过所述工业控制软件的数据库功能，在对应项目路径文件夹下新建表格并命名；

28、在所述工业控制软件的全局脚本程序中写入所述表格名称及数据写入数据库的脚本程序，以在所述步骤s4中通过所述全局脚本程序将数据传送至数据库。

29、一种公用设备数据采集系统，包括现场采集设备、plc和工控机；

30、所述现场采集设备内嵌兼容不同通讯协议的采集轮询程序，且设有多个用于与设备端通讯的通讯接口，用于采集设备数据；

31、所述plc与所述现场采集设备连接，用于读取所述现场采集设备采集到的数据并生成数据表；

32、所述工控机内嵌工业控制软件，所述工业控制软件用于读取所述plc的通讯数据，将所述数据表导入其变量表，并通过全局脚本程序将数据传送至数据库；

33、所述数据库用于基于接收到的数据创建数据库表，并根据用户输入的数据库服务器ip地址及电脑服务器端口号，向用户管理界面返回相应的数据信息。

34、在上述的公用设备数据采集系统中，所述工控机连接有监控界面，通过运行所述工业控制软件提供用于显示数据信息的监控界面；

35、所述数据库连接有mes系统或erp系统，为使用mes系统或erp系统的管理层用户提供用于显示所采集数据信息的用户管理界面；

36、所述现场采集设备为西门子200smart系列，所述plc为西门子1500/1200系列，所述工业控制软件为wincc软件。

37、与现有的技术相比，本发明的优点在于：

38、1、本发明在使用过程中，通过采集轮询程序中mbus_msg/mb_msg2指令的设备地址和数据采集起始地址调整，可适配不同设备接口协议，且多个适配不同协议的采集轮询程序并列嵌入现场采集设备，无需改造设备通讯接口即可实现多设备、多协议的数据采集，兼容性强。

39、2、本发明无需采用付费的opc协议，通过工业控制软件的全局脚本程序及数据库实现数据传输与交互，同时避免了设备通讯接口的改造费用，显著降低了实施成本。

40、3、本发明采集到的数据无需进行类型转换，直接通过数据库存储并实时反馈至工控机监控界面及erp/mes系统的用户管理界面，数据刷新频率低于0.3s，确保了数据显示的实时性。

41、4、本发明可满足不同设备数量、不同接口类型的公用设备数据采集需求，经试验验证，单个系统可同时采集多台设备的数据，且通讯周期稳定在0.3s以内，适用于各类工业场景。

42、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。